DE60038436T2

DE60038436T2 - Vom patienten tragbare einrichtung zur photodynamischen therapie

Info

Publication number: DE60038436T2
Application number: DE60038436T
Authority: DE
Inventors: James Bellevue CHEN; Brian Issaquah WILKERSON; Dave Enum Claw BROWN; Darrin Enumclaw HUSTON; Mike Issaquah MCQUADE
Original assignee: Light Sciences Oncology Inc
Current assignee: Light Sciences Oncology Inc
Priority date: 1999-01-15
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2020-01-15
Also published as: CA2356478C; ATE390172T1; EP1144049A1; WO2000041768A8; JP2002534235A; ES2302687T3; AU2725200A; US20020198576A1; CA2356478A1; US6454789B1; EP1144049B1; DE60038436D1; US6986782B2; WO2000041768A1; JP4358447B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Lichttherapievorrichtung zum Aktivieren von Medikamenten an einem oder mehreren Behandlungsorten in einem lebenden Körper und insbesondere auf Vorrichtungen für die photodynamische Therapie, die dazu angepasst sind, die Verlagerungsgefahr während langen Behandlungszeitspannen zu verringern und einem Patienten eine ambulante Behandlung ohne Unterbrechung der Therapie zu ermöglichen.
Hintergrund der Erfindung
Die photodynamische Therapie (PDT) ist ein Behandlungsvorgang in zwei Schritten, der sich bei der Zerstörung einer breiten Vielfalt von Krebsarten als wirksam erwiesen hat. Die PDT wird dadurch durchgeführt, dass zuerst systematisch oder örtlich ein Photosensibilisator-Kompositum verabreicht und anschließend ein Behandlungsort mit Licht bestrahlt wird, welches sich in einem Wellenband befindet, welches einem Absorptionswellenband des Photosensibilisators entspricht. Die Lichtenergie aktiviert das Photosensibilisator-Kompositum, wodurch dieses zum Zerstören des erkrankten Gewebes veranlasst wird.
Es sind zahlreiche Systeme vorgeschlagen worden, um das aktivierende Licht wirksam zum Behandlungsort zuzuführen. Beispiele solcher Systeme können in den U.S. Patenten Nrn. 5,519,534 , am 21. Mai 1996 an Smith, et al. erteilt, 5,344,434 , am 6. September 1994 an Talmore erteilt, und 4,693,556 , am 15. September 1987 an McCaughan erteilt, gefunden werden. Die in diesen Patenten offenbarten Systeme umfassen im Allgemeinen eine Laserlichtquelle, die an ein proximales Ende einer biegsamen, biokompatiblen optischen Faser gekoppelt ist, die ein distales Ende aufweist, welches dazu angepasst ist, entweder in einem inneren Behandlungsort oder in Nachbarschaft desselben im Körper eines Patienten angeordnet zu werden. Die optische Faser leitet und führt aktivierendes Licht von der Laserlichtquelle zum Behandlungsort am distalen Ende der optischen Faser. Ein das distale Ende der optischen Faser umschließender Diffusor streut das Licht und führt das Licht auf diese Weise mit gleichmäßiger Intensität zum Behandlungsort zu, um das Aktivieren des Photosensibilisator-Kompositums zu bewirken. Der Diffusor kann bei diesen Systemen eine Kugel umfassen, die am distalen Ende der Faser angeordnet ist und eine innere, teilweise reflektierende Oberfläche aufweist, die bei der Streuung des durch die Kugel transmittierten Lichts mithilft. Andere Lichtzufuhrvorrichtungen können beispielsweise in den U.S. Patenten Nrn. 5,709,653 , am 20 Januar 1998 an Leone erteilt, 5,700,243 , am 23. Dezember 1997 an Nariso erteilt, und 5,645,562 , am 8. Juli 1997 an Hann, et al. erteilt, und 4,998,930 , am 21. März 1991 an Lundahl erteilt, gefunden werden. Obgleich diese Referenzen Systeme offenbaren, die den oben erwähnten System im Wesentlichen ähnlich sind, haben sie Diffusoren beschrieben, die einen zusätzlichen Bestandteil aufweisen. Die Diffusoren dieser Vorrichtungen haben entweder alternativ oder zusätzlich durchsichtige Ballone eingeschlossen, die koaxial um das distale Ende der optischen Faser montiert sind. Sobald das distale Ende am Behandlungsort angeordnet ist, kann der Ballon aufgeblasen werden, um den Bereich des Behandlungsorts, der dem aktivierenden Licht ausgesetzt wird, zu vergrößern und um in einigen Fällen die Streuung des aktivierenden Lichts zu bewirken oder um wenigstens dabei mitzuhelfen. Sobald die mittels Zufuhr des Lichts zum Behandlungsort vorgesehene Lichttherapie abgeschlossen ist, kann der Ballon abgeblasen und kann die optische Faser aus dem Körper des Patienten entfernt werden.
Alternative Lichtbehandlungsvorrichtungen sind in den U.S. Patenten Nrn. 5,634,711 , 5,766,222 , 5,474,528 und 5,445,608 beschrieben.
Das U.S. Patent Nr. 5,766,222 offenbart eine Lichtzufuhrvorrichtung, die dazu angepasst ist, eine Brustwarze und das umgebende Gewebe mit phototherapeutischem Licht aus einer Lichtquelle zu bestrahlen, die eine kugelförmige, optisch undurchsichtige Hülle umfasst, in welcher sich eine optische Faser befindet, die an ihrem distalen Ende mit einer Diffusorspitze versehen ist. Die kugelförmige Hülle weist eine reflektierende innere Fläche und einen daran befestigten, optisch durchsichtigen Elastomerfilm auf, um für die Zufuhr von Licht aus der Diffusorspitze eine Lichtausgabeöffnung vorzusehen. In einer anderen Ausführungsform wird eine Gewebeaufweitungsvorrichtung implantiert und kann durch eine Kanülenführung darin eine optische Faser eingesetzt werden. Das U.S. Patent Nr. 5,445,608 offenbart ein Gerät zum Verabreichen einer photodynamischen Behandlung an einem inneren In-Vivo-Behandlungsort, um eine gewünschte therapeutische Veränderung zu bewirken. Das Gerät umfasst eine Lichtquelle und eine Halterungsstruktur für die Lichtquelle, die dazu angepasst ist, in einem Patientenkörper invasiv angeordnet zu werden, und die dazu ausgelegt ist, die Lichtquelle proximal des inneren In-Vivo-Behandlungsorts zu haltern. Das Gerät umfasst ferner eine Leistungsversorgung, die einen elektrischen Strom vorsieht, der die Lichtquelle mit Leistung versorgt.
Eine herkömmliche PDT-Behandlung ist von sehr kurzer Dauer, d. h. im Bereich von Minuten, und wird typischerweise zum Behandeln von oberflächlichen und kleinen Läsionen verwendet. Um die PDT bei subkutan vorhandenen, großen Läsionen erfolgreich anzuwenden, müssen verlängerte Behandlungssitzungen vorgenommen werden. Durch das Verlängern der Behandlungszeit wird die Widerstandsfähigkeit von Tumoren gebrochen und wird es möglich, den Ausdehnungsbereich des Behandlungsorts stark zu vergrößern, wodurch es erlaubt ist, ein viel größeres Tumorvolumen wirkungsvoll zu behandeln. Tatsächlich hat man in einer klinischen Behandlung die Zerstörung eines großen Tumorvolumens mittels der zeitlich verlängerten PDT gezeigt. Der behandelte Patient litt an einem sehr großen retroperitonealen Tumor, der sich durch die Haut gefressen hatte. Der vorspringende Tumor wurde behandelt, indem mehrere Licht-emittierende Sonden, wie sie beispielsweise im gemeinsam übertragenen U.S. Patent Nr. 5,445,608 beschrieben sind, in die Tumormasse eingesetzt worden sind. Die Sonden wurden während mehr als vierzig Stunden mit Leistung versorgt, nachdem man zuvor eine Dosis eines Aminolävulinsäure genannten Photosensibilisators oral verabreicht hatte. Diese Behandlung bewirkte während der folgenden vier Wochen die Zerstörung von etwas weniger als einem halben Kilogramm Tumormasse.
Obgleich Laser, andere leistungsstarke Lichtquellen und optische Fasern im gängigen Gebrauch bei gewissen Anwendungen zur Verabreichung von PDT an einem Behandlungsort geeignet sind, leiden sie in Bezug auf Sicherheit und ihr Unvermögen, den zur wirkungsvollen Behandlung von großen Tumoren notwendigen, zeitlich verlängerten Sitzungen Rechnung zu tragen, an verschiedenen Nachteilen. Erstens sind leistungsstarke Quellen, wie beispielsweise Farbstofflaser, Laserdioden, große Leuchtdioden-(LED)-Gruppen, Glühquellen und andere elektrolumineszente Vorrichtungen beim Umwandeln von elektrischer Energie in Lichtenergie nicht effizient. Sie erzeugen erhebliche Mengen von Wärme und verbrauchen eine beträchtliche Menge an elektrischer Leistung. Eine längere Verwendung von hochintensiven Lichtquellen kann aufgrund der Wirkung des hochintensiven Lichts zu einer unbeabsichtigten Beschädigung von Gewebe führen. Ferner erzeugen gewisse dieser Vorrichtungen, z. B. die Laserlichtquellen, soviel Wärme, dass sie während des Betriebs gekühlt werden müssen. Der Bedarf an Kühlung erfordert das Einbauen von zusätzlichen Geräten, wie beispielsweise Gebläsen oder Kühleinheiten, die aus der Hauptleistungsversorgung zusätzliche Leistung ziehen.
Zweitens macht es die von hochintensiven Lichtquellen verbrauchte Leistungsmenge notwendig, dass diese von einer Wechselstrom-(AC)-Leitungsleistungsquelle mit Leistung versorgt werden. Eine Bewegung des Patienten oder die vom Krankenhauspersonal während der Behandlungsdauer geleistete Betreuung, die eine Bewegung des Patienten verursacht, kann das Leistungsversorgungskabel unbeabsichtigterweise lösen oder beschädigen, was nicht nur zu einer Unterbrechung der Behandlung führt, sondern auch die Gefahr eines Stromschlags hervorruft. Ferner schränkt die Anbindung an eine im Wesentlichen ortsfeste Leistungsquelle die Anwendung von optischen, zeitlich verlängerten Behandlungen insofern ein, als sich der Patient ständig bewegen muss oder während der Behandlungsdauer bewegt werden muss. Die Bewegung des Patienten führt wahrscheinlich zu einer Unterbrechung der Behandlung und lässt sie somit weniger wirkungsvoll sein.
Drittens sieht keine der Techniken des Stands der Technik, um die PDT durch eine optische Faser an einem inneren Behandlungsort zu erbringen, einen Verankerungsmechanismus vor, um die optische Faser und ihr distales Ende wirksam am Behandlungsort im Patientenkörper zu befestigen. Jegliche Bewegungen des Patienten oder infolge der vom Krankenhauspersonal während der Behandlungsdauer geleistete Betreuung könnten unbeabsichtigterweise an der optischen Faser ziehen oder sie verlagern, sofern sie nicht an Ort und Stelle befestigt ist. Obgleich es einfach ist, ein Leistungsversorgungskabel von einer Lichtquelle zu lösen, um es dem Patienten zu erlauben, sich vorübergehend zu bewegen, bevor die Behandlung fortgesetzt wird, ist das gleichzeitige Entfernen der optischen Faser aus dem Patientenkörper nicht umsetzbar. Stattdessen muss die optische Faser an Ort und Stelle verbleiben, während sich der Patient herumbewegt. Ohne einen wirksamen Mechanismus, um die optische Faser während der Bewegung des Patienten im Patientenkörper und am Behandlungsort zu befestigen, erhöht sich die Gefahr einer Gewebebeschädigung durch eine solche Aktivität. Das Gewebe kann während der Bewegung des Patienten nicht nur reißen oder es kann nicht nur eine ernsthafte Blutung eintreten, sondern das distale Ende der optischen Faser kann, wenn die Verlagerung nicht stark genug ist, dass sie bemerkt wird, derart vom Behandlungsort weg verlagert werden, dass das Licht zu einem falschen Bereich im Patientenkörper zugeführt wird, was zu einer möglicherweise schweren und ungewollten Zerstörung von normalem Gewebe führen kann.
Viertens weist die Methodik der kurzzeitigen, hochintensiven Bestrahlung Nachteile auf, wenn sie zum Behandeln von Tumoren von mäßiger bis großer Größe angewendet wird. Diese Nachteile schließen den Abbau von dem für die photodynamische Zerstörung des Gewebes notwendigen, vom Photosensibilisator absorbierten Sauerstoff ein, die unvollständige Aktivierung des zirkulierenden Photosensibilisators, ein Fehl-Timing der Bestrahlungssitzung, so dass die Lichttherapie nicht während der Spitzenkonzentration des Photosensibilisator-Medikaments im Tumor verabreicht wird, und die mögliche Wiedererholung von nicht tödlich verletzten Tumorzellen, die aufgrund des kurzen Behandlungsdauer nicht vollständig zerstört worden sind.
Derzeit können Laserlichtquellen verwendende PDT-Verfahren während einer Operation durchgeführt werden, bei welcher ein Behandlungsort chirurgisch freigelegt wird und der zum Verabreichen der Lichttherapie verfügbare Behandlungszeitraum infolgedessen höchstens ungefähr eine bis zwei Stunden beträgt. Das Ausmaß der von einem solchen Bestrahlungszeitraum hervorgerufenen Tumornekrose liegt in einem die optische Faser radial umgebenden Bereich im Bereich von 1 bis 2 Zentimetern. Daher sind verschiedene Vorrichtungen entwickelt worden, um zu versuchen, die Dauer von PDT-Behandlungen zu verlängern, um die Fortsetzung der Lichttherapie zu ermöglichen, nachdem ein Einschnitt in einem Patienten unter Durchführung eines chirurgischen Eingriffs geschlossen worden ist. Es ist beispielsweise eine Anzahl von Festkörper-Laservorrichtungen zum Verabreichen von PDT entwickelt worden, die halb-tragbar sind. Diese Vorrichtungen sind allerdings groß, schwer und müssen auf Radwagen oder anderen bewegbaren Möbeln transportiert werden. Solche "Desktop"- oder halb-tragbaren Vorrichtungen leiden an den vorstehend aufgezählten Nachteilen, falls sie für verlängerte, Stunden dauernde PDT-Behandlungszeiträume verwendet werden. Außerdem müssen die Lichtquellen mittels Leistungskabeln an der Wandsteckdose angeschlossen bleiben, und neigen die optischen Fasern, durch welche das vom Laser erzeugte Licht auf einen inneren Behandlungsort gerichtet wird, dazu, sich zu verlagern.
Eine andere Lichtquellenvorrichtung, die in dem am 1. April 1997 an Prescott erteilten U.S. Patent Nr. 5,616,140 offenbart ist, kann mittels aufladbarer Batterien mit Leistung versorgt werden und kann daher vom Patienten getragen werden. Da diese Vorrichtung jedoch nur Laserlicht schwacher Leistung erzeugt und nicht dazu ausgelegt ist, an optische Fasern gekoppelt zu werden, um das vor ihr erzeugte Licht zu einem inneren Behandlungsort zu richten, ist ihre Verwendung auf die oberflächliche Lichttherapie beschränkt, z. B. zum Behandeln von Hautläsionen. Hochleistungslaser, die derzeit für die PDT verwendet werden, verlangen Kühlgeräte und eine entsprechende Leistungsquelle. Im Hinblick auf Gewicht und Größe ist es für einen Patienten eindeutig unpraktisch, sich herumzubewegen und dabei einen Hochleistungslaser, eine Kühleinheit und eine Leistungsversorgungsvorrichtung in der Form einer Batterie zu schieben, die für die Geräte ausreicht, um eine verlängerte Behandlungssitzung vorzusehen.
Dementsprechend besteht ein Bedarf für ein PDT-System zum Verabreichen von Lichttherapie, welches die Gefahr der Verlagerung der optischen Faser verringert und es einem Patienten erlaubt, sich während Stunden dauernden Behandlungszeiträumen herumzubewegen, ohne dass die PDT-Therapie unterbrochen wird.
Das Anführen der vorstehenden Patentschriften ist nicht als Zugeständnis dafür gedacht, dass irgendetwas des Vorstehenden einschlägigen Stand der Technik bildet. Alle Angaben bezüglich Datum oder Darstellung in Bezug auf den Inhalt dieser Patentschriften beruhen auf den den Anmeldern zur Verfügung stehenden Informationen und bilden kein Zugeständnis bezüglich der Richtigkeit der Daten oder des Inhalts dieser Patentschriften.
Abriss der Erfindung
Die in Anspruch 1 festgelegte, vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine PDT-Vorrichtung, welche die wirkungsvolle Behandlung von relativ großen Tumoren zulässt, die derzeit unter Verwendung herkömmlicher PDT-Zufuhrsysteme und -Methodiken nicht behandelbar sind, und ist insbesondere dazu angepasst, die Gefahr der Verlagerung einer optischen Faser von einem Behandlungsort zu verringern und zwar auch dann, wenn sich der Patient herumbewegt. Der Patient kann somit über lange Behandlungszeiträume ohne Unterbrechung der Lichttherapie ambulant behandelt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung einen Gürtel oder ein Geschirr, welcher/welches eine leichtgewichtige, wiederaufladbare Batterie und eine von dieser mit Leistung versorgte Leuchtstoffröhre mit kalter Kathode (CCF) an einem Patienten befestigt. Die CCF-Röhre ist an einen proximalen Abschnitt der optischen Faser gekoppelt. Ein distaler Abschnitt der optischen Faser ist mit Mitteln zum Streuen von Licht beim Austreten aus der optischen Faser oder mit einer Mikrolinse versehen. Der distale Abschnitt der Faser ist dazu angepasst, von einem praktischen Arzt an einem Behandlungsort in einem Patientenkörper angeordnet zu werden. Ein an einem distalen Ende der optischen Faser angeordneter Ballon kann nach dem Einsetzen der optischen Faser im Patientenkörper aufgeblasen werden, um den distalen Abschnitt der Faser am Behandlungsort im Gewebe zu befestigen; der Ballon wird nach Beendigung der Verabreichung der Lichttherapie vor der Entfernung der optischen Faser abgeblasen.
Die vorliegende Erfindung überwindet die Einschränkungen der PDT-Zufuhrvorrichtungen des Stands der Technik in verschiedener Hinsicht. Erstens sieht der Gebrauch einer CCF-Röhre im Vergleich zu Laserlichtquellen eine höhere Wirksamkeit und Effizienz vor. Lichtenergieverluste aufgrund des Koppelns der Licht quelle an die optische Faser werden ferner dadurch minimiert, dass ein Parabolreflektor und eine Linse verwendet werden, um das Licht in den proximalen Abschnitt der optischen Faser zu fokussieren. Es ist möglich, durch die Verwendung eines Nicht-Laserlichts, welches über einen längeren Zeitraum, beispielsweise 40 Stunden, zu der Tumormasse zugeführt wird, einen größeren Nekrose-Bereich zu erhalten. Deshalb wird eine CCF-Röhre gegenüber anderen Lichtquellen, wie beispielsweise Festkörper-Laserdioden, Faserlasern, LED's, Glühlampen, Halogenquellen, Polymer-Lumineszenzvorrichtungen oder anderen elektrolumineszenten Vorrichtungen, bevorzugt, da die CCF-Röhre bei der Umwandlung von elektrischer Leistung in Lichtenergie im Allgemeinen effizienter ist. Dadurch erzeugt diese nicht nur eine minimale Wärmemenge, sondern verbraucht auch nur eine minimale Leistungsmenge, wodurch der Bedarf für Kühlgebläse und große oder im Wesentlichen ortsfeste Leistungsvorrichtungen entfällt. Im Gegensatz dazu leiden die vorstehend aufgezählten, alternativen Lichtquellen an niedrigeren Umwandlungseffizienzen, wobei sie mehr Wärme erzeugen und größere Mengen an elektrischer Leistung verlangen.
Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass der Gebrauch einer CCF-Röhre es zulässt, dass die vorliegende Erfindung von einer tragbaren Leistungsversorgungsvorrichtung mit Leistung versorgt wird, die weithin erhältliche und häufig verwendete, wiederaufladbare Batterien verwendet, wie beispielsweise wiederaufladbare Lithiumionenbatterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien und Nickel-Kadmium-Batterien, die leichtgewichtig und kostengünstig sind. Im Gegensatz dazu wirkt sich die Tatsache, dass wenigstens einige der anderen Typen von Lichtquellen Kühlgebläse oder sogar Kühlsysteme (mit dem Bedarf einer zusätzlichen Leistungsversorgungsvorrichtung zum Betreiben des Kühlsystems) benötigen, dahingehend aus, dass deren Anpassung an ein tragbares System nicht umsetzbar ist, da sie zu sperrig, zu schwer und zu teuer sind. Es ist kein trivialer Vorteil, dass die vorliegende Erfindung leicht tragbar und von der kontinuierlichen Befestigung an einer stationären oder permanenten Leistungsquelle befreit ist. Da die vorliegende Erfindung vom Patienten an einem Riemen oder einem Geschirr herumgetragen werden kann, gibt es keine Leistungszufuhrkabel, die aufgrund unbeabsichtigter Bewegungen des Patienten von einer ortsfesten Leistungsquelle getrennt oder weggezogen werden können. Auf diese Weise wird die Gefahr einer Behandlungsunterbrechung und eines Strom schlags minimiert. Noch wichtiger ist, dass der Patient dadurch in der Lage ist, sich optimalen, verlängerten Behandlungssitzungen zu unterziehen, da der Patient in der Lage ist, sich frei zu bewegen oder ohne Unterbrechung der Behandlung bewegt zu werden. Die Fähigkeit einer CCF-Röhre, in verschiedenen, kompakten Gestalten, einschließlich "U"-Gestalten, Spulen, Spiralen und länglichen Formen, ausgebildet zu werden, erleichtert ferner die effiziente Verabreichung von Licht an verschiedenen, entsprechend gestalteten Behandlungsorten mittels der vorliegenden Erfindung und erlaubt, dass das System vom Patienten leicht und bequem getragen und transportiert werden kann.
Ein dritter von der vorliegenden Erfindung vorgesehener Vorteil besteht darin, dass sie es ermöglicht, eine CCF-Röhre einfach in Lichtkanalisierungsbeziehung an den proximalen Abschnitt von wenigstens einer biokompatiblen, optischen Faser zu koppeln. Die biokompatible, optische Faser ist nicht nur dahingehend biegsam, dass ihr distaler Abschnitt einfach an einem Behandlungsort im Gewebe des Patienten angeordnet werden kann, sondern ebenso, weil sie die mit der Atmung und dem Gehen des Patienten verbundene Bewegung des umgebenden Gewebes aufnehmen kann. Optional wirken ein bezüglich der CCF-Röhre diese teilweise umgebend angeordneter Parabolspiegel und eine zwischen der CCF-Röhre und dem proximalen Abschnitt der Faser angeordnete Fokussierlinse zusammen, um Licht in den proximalen Abschnitt der Faser zu kanalisieren. Insbesondere reflektiert der Parabolspiegel Licht von der CCF-Röhre auf die Fokussierlinse, die das Licht in den proximalen Abschnitt der optischen Faser fokussiert. Nachdem sich das Licht durch die optische Faser bewegt hat, wird es am distalen Abschnitt der optischen Faser mittels eines Diffusors der im Stand der Technik wohlbekannten und dokumentierten Typen gestreut. Die Streuung des vom distalen Abschnitt der optischen Faser emittierten Lichts ermöglicht eine gleichmäßigere Verabreichung des Lichts am Behandlungsort, um das zuvor verabreichte Photosensibilisator-Kompositum zu aktivieren. Die Länge der optischen Faser wird vorzugsweise auf die zum Erreichen des Behandlungsorts benötigte Länge beschränkt, um den Lichtverlust entlang der Länge der optischen Faser zu minimieren. Der äußere Überzug der optischen Faser ist vorzugsweise lichtundurchlässig, um zu verhindern, dass aus der optischen Faser leckendes Licht einen vom normalen Gewebe entlang der Länge der Faser absorbierten Photosensibilisator aktiviert. Es können zusätzliche, biokompatible, optische Fasern an die Fokussierlinse oder den Parabolspiegel und die Fokussierlinse gekoppelt werden, wodurch das Licht in die proximalen Abschnitte der optischen Fasern gekoppelt wird, oder sie können in die biokompatible, optische Faser gespleißt werden, in welche das Licht fokussiert wird.
Ein vierter Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber den Vorrichtungen des Stands der Technik besteht darin, dass sie Verankerungsmittel einschließt, um die optische Faser und insbesondere ihren distalen Abschnitt am Behandlungsort im Körper des Patienten zu befestigen. Der am distalen Ende der optischen Faser montierte Ballon kann mit einem Druckfluid, wie beispielsweise Luft, aufgeblasen werden, welches durch ein Lumen strömt, welches sich im Wesentlichen parallel zur optischen Faser erstreckt und darin oder in Nachbarschaft derselben angeordnet ist. Daher ist dieses Lumen zusammen mit der optischen Faser manövrierbar. Das Lumen verläuft von der sich außerhalb des Patientenkörpers befindenden Druckfluidquelle im Wesentlichen entlang der Länge der optischen Faser zum Ballon am distalen Ende der optischen Faser. Nach dem Anordnen des distalen Abschnitts der Faser am Behandlungsort im Gewebe des Patienten wird der Ballon aufgeblasen, um das distale Ende der optischen Faser im Gewebe zu befestigen. Zudem tamponiert der aufgeblasene Ballon jegliche Blutung, die während dem Einsetzen der optischen Faser an ihrem distalen Ende auftreten kann. Somit wird die optische Faser oder ihr distaler Abschnitt während der Behandlung von keinerlei Bewegung des Patienten verlagert, da der Ballon die optische Faser an Ort und Stelle verankert. In ähnlicher Art und Weise wird dadurch die Bewegung des distalen Abschnitts der optischen Faser vermieden, wodurch verhindert wird, dass das Licht an gesundes Gewebe, welches den Photosensibilisator absorbiert hat, verabreicht wird. Insgesamt wird die Gefahr der Beschädigung vom normalen Gewebe minimiert und entfällt die Notwendigkeit, dass der Patient die Behandlung unterbricht, bevor er sich herumbewegt. Sobald die Behandlung abgeschlossen ist, wird der Ballon abgeblasen, um das Entfernen der optischen Faser aus dem Patientenkörper zu erleichtern. Es sollte beachtet werden, dass sich der distale Abschnitt der optischen Faser bei einigen Anwendungen vorzugsweise gegen den Behandlungsort anlegen sollte, anstatt darin eingebettet zu sein. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Eindringen in den Tumor oder in das erkrankte Gewebe nicht erwünscht oder schwierig ist. In einer solchen Situation kann der Ballon bezüglich der optischen Faser diese koaxial umgebend angeordnet sein.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden, ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden Gesichtspunkte und viele der begleitenden Vorteile der Erfindung werden leichter anerkannt werden, da selbige mit Bezug auf die folgende, ausführliche Beschreibung besser verständlich wird, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen genommen wird, in welchen:
1 eine Perspektivansicht einer von einem Patienten tragbaren PDT-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine vergrößerte, aufgeschnittene Perspektivansicht einer in der von einem Patienten tragbaren PDT-Vorrichtung verwendeten Lichtquelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine vergrößerte Schnittansicht von Licht-kanalisierenden Kopplungsmitteln der von einem Patienten tragbaren PDT-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine vergrößerte Ansicht von Verankerungsmitteln des distalen Abschnitts der von einem Patienten tragbaren PDT-Vorrichtung ist;
5 eine Perspektivansicht der von einem Patienten tragbaren PDT-Vorrichtung ist, die von einem Patienten getragen wird;
6 eine aufgeschnittene Darstellung des Anordnens einer eine abstreifbare Hülle aufweisenden Nadel I ist, die zum Einsetzen einer in der von einem Patienten tragbaren PDT-Vorrichtung verwendeten, optischen Faser verwendet wird;
7A und 7B aufgeschnittene Darstellungen des Anordnens und Verankerns eines distalen Abschnitts der optischen Faser sind;
8A und 8B aufgeschnittene Darstellungen des Anordnens und Verankerns des distalen Abschnitts der optischen Faser sind;
9 eine aufgeschnittene Darstellung des Anordnens und Verankerns des distalen Abschnitts der optischen Faser in der Blase ist, wobei der Lichtdiffusor-Abschnitt der optischen Faser im Prostataabschnitt der Harnröhre eines Patienten angeordnet ist; und
10A und 10B vergrößerte Schnittansichten eines Gesichtspunkts von eine TIR-Linse aufweisenden, Licht-kanalisierenden Kopplungsmitteln der von einem Patienten tragbaren PDT-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Obwohl die vorliegende Erfindung nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben wird, versteht es sich, dass Fachleute die nachstehend beschriebene Erfindung zum Erreichen der Funktionen und Ergebnisse der Erfindung abwandeln können. Dementsprechend sind die folgenden Beschreibungen für bestimmten Strukturen, Gesichtspunkte und Merkmale innerhalb des breiten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung als erläuternd und beispielhaft zu verstehen und nicht als Einschränkung dieses breiten Schutzumfangs.
Mit Bezug auf die 1, 2 und 3 umfasst eine von einem Patienten tragbare PDT-Vorrichtung 12 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Leistungsquelle 14, wie beispielsweise ein Satz wiederaufladbarer Lithiumionenbatterien; eine Lichtquelle 16, wie beispielsweise eine in einer länglichen "U"-Gestalt (in 2 am besten gezeigt) ausgebildete und zum Ziehen von Leistung aus dem Batteriesatz 14 angepasste CCF-Röhre; wenigstens eine biokompatible, optische Faser 18 (nur eine ist gezeigt), die einen proximalen Abschnitt 20 und einen distalen Abschnitt 22 aufweist und dazu angepasst ist, zwischen dem proximalen Abschnitt 20 und dem distalen Abschnitt 22 Licht zu kanalisieren; und Kopplungsmittel 24, um die CCF-Röhre 16 in Lichtkanalisierungsbeziehung an den proximalen Abschnitt 20 der optischen Faser 18 zu koppeln (in 3 am besten gezeigt). Die optische Faser 18 ist mit Streuungsmitteln 26 versehen (in 1 am besten gezeigt), um Licht zu streuen, wenn es aus dem distalen Abschnitt 22 der optischen Faser 18 austritt. Der Batteriesatz 14 schließt ein Warnlicht 28 und eine Hilfsleistungsreserve 30 ein.
Es sollte für eine Fachperson auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung leicht ersichtlich sein, dass die folgenden Elemente zusätzlich zu ihren jeweiligen, hier gezeigten Bestandteilen oder anstelle derselben alternativ verwendet werden können. Anstelle des Satzes 14 wiederaufladbarer Lithiumionenbatterien kann man eine oder mehrere wiederaufladbare Nickel-Kadmium-Batterien, eine oder mehrere wiederaufladbare Nickel-Metallhydrid-Batterien verwenden oder Brennstoffzellen, jeden anderen Typ von Elektroleistungsquelle-Polymerbatterie, eine oder mehrere andere wiederaufladbare Batterien oder nicht-wiederaufladbare Batterien, die genügend kompakt und im Wesentlichen leichtgewichtig sind, um leicht tragbar zu sein, d. h. vom Patienten leicht herumgetragen zu werden. Eine solche Leistungsquelle sollte vorzugsweise bei relativ niedriger Temperatur oder bei Umgebungstemperatur arbeiten. Anstelle der CCF-Röhre 16 können außerdem eine oder mehrere Laserdioden, Faserlaser, LED's, Glühlampen, Halogenleuchten, Polymer-Lumineszenzvorrichtungen, andere Typen von Leuchtstofflampen, Entladungslampen und andere elektrolumineszente Vorrichtungen als Lichtquelle verwendet werden, einschließlich jenen, die im Wesentlichen kompakt und/oder im Wesentlichen leichtgewichtig sind, oder/und die bei einer im Wesentlichen niedrigen Temperatur arbeiten und/oder derart in sich geschlossen sind, dass die Lichtquelle für ein tragbares System, welches von einem Patienten leicht herumgetragen wird, geeignet ist. Anstelle der Streuungsmittel 26 ist jeder beliebige Diffusor geeignet, der im Stand der Technik wohlbekannt und dokumentiert ist.
Jetzt insbesondere auf die 2 und 3 Bezug nehmend, umfassen die bevorzugten Kopplungsmittel 24, die zum Kanalisieren des von der Lichtquelle 16 emittierten Lichts in das proximale Ende der optischen Faser verwendet werden, eine Fokussierlinse 32, die eine konvexe Aufnahmeseite 34 und eine konvexe Zufuhrseite 36 aufweist; und einen Parabolspiegel 38, der derart angeordnet ist, dass die CCF-Röhre 16 im Allgemeinen bei oder in Nachbarschaft des Brennpunkts des Parabolspiegels angeordnet ist. Die Fokussierlinse 32 ist derart zwischen der CCF-Röhre 16 und dem proximalen Abschnitt 20 der optischen Faser 18 angeordnet, dass die Fokussierlinse das von der CCF-Röhre direkt transmittierte Licht und das vom Parabolspiegel 38 reflektierte Licht aufnimmt und das Licht in das proximale Ende der optischen Faser 18 fokussiert. Es sollte für eine Fachperson auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung leicht ersichtlich sein, dass zusätzlich zu den als Kopplungsmittel 24 offenbarten Bestandteilen oder anstelle derselben alternativ ein oder mehrere Spiegel, konkave Linsen oder konvexe Linsen, die zum Kanalisieren des von der Lichtquelle emittierten Lichts in das proximale Ende der optischen Faser geeignete Konfigurationen aufweisen, verwendet werden können.
Wie bereits erörtert, wird eine Anzahl von verschiedenen Typen von Linsen zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung in Erwägung gezogen. Zusätzlich und mit Bezug auf 10A kann eine Linse 70 mit totaler innerer Reflexion (TIR) verwendet werden, um in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Licht von einer Lichtquelle 69 wirkungsvoll in eine optische Faser 71 zu fokussieren. Ein Beispiel einer TIR-Linse ist im U.S. Patent Nr. 5,404,869 beschrieben.
Eine TIR-Linse kann Licht von einer Anzahl von Quellen, einschließlich einer beispielsweise in 10A gezeigten LED-Quelle, wirkungsvoll fokussieren. Daher kann bei einer ambulanten PDT Licht von einer sehr leichtgewichtigen, kompakten Punktquelle zu einer optischen Faser geleitet werden. Eine solche LED-Quelle kann für den tragfähigen, nutzbaren Gebrauch Batterie-betrieben sein.
Es kann auch eine optimal ausgerichtete TIR-Linse mit optimalem Krümmungswinkel verwendet werden, um Licht von einer Quelle von diffusem Licht, wie beispielsweise Sonnenlicht, in eine in einer PDT verwendeten, optischen Faser zu fokussieren, wie in 10B gezeigt. Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schließt das optionale Vorsehen einer Batterie-betriebenen Quelle ein, wie beispielsweise einer Hilfs-Lichtquelle, wenn diffuses Licht von einer Quelle, wie beispielsweise Sonnenlicht, aufgefangen wird.
TIR-Linsen sind im Allgemeinen, wie im U.S. Patent Nr. 5,404,869 vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, dass sie durchsichtige Mittel verwendende Elemente dazu verwenden, Strahlungsenergie nur mittels der TIR oder in Verbindung mit Brechung umzuleiten, wobei diese Mittel zwischen der Strahlungsenergiequelle und einer Aufnahmevorrichtung angeordnet sind. Jedes Element leitet die Strahlungsenergie während des inneren Durchtritts der Energie durch das Element auf einen gemeinsamen Zielbereich oder gemeinsame Zielbereiche um. Ein geeignet ausgerichteter Strahl tritt durch die Eintrittsfläche ein und trifft auf die reflektierende Fläche, die denselben in Richtung der Austrittsfläche umleitet, wobei die drei Flächen für diesen Strahl die aktiven Flächen umfassen. Außerdem sind diese Linsenmittel mit wenigstens einer der Flächen verbunden, um die sich über die TIR-Fläche zwischen den Eintritts- und Austrittsflächen bewegende Strahlenenergie umzuleiten. Die Krümmung der Flächen der einzelnen Linsenelemente kann an einer, beiden oder allen drei Flächen (Eintritt, Austritt und TIR) vorgesehen sein und kann beispielsweise eine konkave Eintrittsfläche, eine konvexe Austrittsfläche und/oder eine konvexe TIR-Fläche ausbilden. Die Facetten-Auslegung der TIR-Linse weist vier Freiheitsgrade auf: den Winkel der Eintrittsfläche, den Winkel der TIR-Fläche, den Winkel der Austrittsfläche und die Position der nach innen benachbarten Facette.
Eine wichtige Verwendung der Facettenkrümmung findet sich in einer kleinen, nur wenige Facetten aufweisenden TIR-Linse, wie beispielsweise in einem Kollimator für eine Licht-emittierende Diode. Die TIR-Linse kann in der herkömmlichen, durchsichtigen Abdeckung einer LED eingeschlossen sein, wodurch deren Lichteffizienz erheblich verbessert wird. Ferner kann die TIR-Linse als Beleuchtungsinjektor für optische Faserbündel und Lichtrohre verwendet werden. Die TIR-Linse weist einen Brennkegel-Halbwinkel auf, der mit dem Aufnahmewinkel des Ziels zusammenpasst. Es gibt zwei Typen von linear symmetrischen TIR-Linsen für zylinderförmige Quellen (wie beispielsweise Leuchtstoffröhren). Der eine beschränkt seine Ausgabe auf einen relativ engen Winkel zur Achse, und der andere beschränkt seine axiale Ausgabe und erhöht die seitliche Ausgabe, um auf einer benachbarten Fläche, die für die indirekte Beleuchtung verwendet wird, eine gleichmäßige Beleuchtung zu erzeugen. Eine geeignetere Linsenauslegung würde bei einer toroidförmigen Leuchtstofflampe angewendet werden. Die Symmetrieachse des TIR-Linsenprofils würde sich über dem kreisförmigen Querschnitt der Toroidlampe befinden. Die gesamte Linse würde eine umlaufende Gestalt aufweisen, deren Achse jener des Toroids entspricht, anstatt jener des Zentrums des Linsenprofils. Je schmaler die toroidförmige Lampe ist, desto besser könnte die Linse deren Licht steuern. Diese toroidförmige TIR-Linse ist für Batterie-betriebene Leuchtstofflampen, die im Allgemeinen nicht die geringste Fokussierung vorsehen können, sehr geeignet. Eine kollimierende TIR-Linse kann aus Silizium gefertigt sein, und aufgrund des hohen Brechungsindexes dieses Materials wären die lichtbrechenden Flächen ihrer Facetten leicht unterschiedlich gewinkelt wie jene einer Glaslinse. Eine Siliziumlinse wird bei der Kollimation von Infrarotlicht und dem Ausschluss von sichtbarem Licht angewandt (da Silizium alle Wellenlängen absorbiert, die kürzer sind als 1,1 Mikrometer).
Es sollte klar verstanden werden, dass an die TIR-Linse eine oder mehrere Lichtquellen angepasst werden können. Beispielsweise können auf der Sammelfläche einer Linse mehrere LED's in praktisch jedem beliebigen Muster angeordnet werden, um auf der Fläche einer gegebenen Linse im Vergleich zu nur einer LED mehr Licht in eine Faser abzugeben. Es versteht sich, dass Experimente zum Studium von verschiedenen LED-Konfigurationen für eine gegebene Linse das optimale Muster zum Anordnen von LED's hervorbringen werden. Zudem können LED's oder andere Lichtquellen von verschiedenen Wellenbändern und Wellenlängen "gemischt" werden, um das in die Aufnahmefaser ausgesandte Lichtwellenband zu erweitern.
Jetzt ferner auf 4 Bezug nehmend, umfasst die vorliegende Erfindung Verankerungsmittel 40, um den distalen Abschnitt 22 der optischen Faser 18 in einem Patientenkörper zu verankern. Die Verankerungsmittel 40 umfassen vorzugsweise einen an der optischen Faser 18 befestigten Ballon 42, eine Druckluftquelle 44, die eine Spritze sein kann, die zum Zuführen von Druckluft (oder Druckfluid) zum Ballon 42 konfiguriert ist, ein mit der Luftquelle 44 und dem Ballon 42 in Verbindung stehendes Lumen 46 und Auswahlmittel oder eine Steuerungsvorrichtung 48 und ein Ventil 50, um die Druckluft von der Druckluftquelle 44 selektiv zum Ballon 42 zuzuführen und um die Druckluft aus dem Ballon 42 auszustoßen, um dadurch das selektive Aufblasen und Abblasen des Ballons zu ermöglichen. In der bevorzugten Ausführungsform weist die optische Faser 18 ein distales Ende 22 auf, auf welchem der Ballon 42 montiert ist. Das Lumen 46 erstreckt sich bezüglich der optischen Faser 18 im Wesentlichen parallel und verläuft im Wesentlichen entlang der Länge der optischen Faser 18, wobei es über einen großen Teil seiner Länge an der Seite der optischen Faser befestigt ist. Alternativ ist das Lumen in der optischen Faser angeordnet. Bei optischen Fasern des Stands der Technik sind hohle optische Fasern wohlbekannt.
Es sollte für eine Fachperson auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung leicht ersichtlich sein, dass in der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Ballone, Lumen (oder andere Kanäle, die in der Lage sind, Gase oder Fluide zu transportieren), Druckluftquellen und/oder andere Typen von Auswahlmitteln (wie beispielsweise Ventile, Schalter, Stecker, computergesteuerte, elektrisch oder mechanisch gesteuerte Bestandteile) in verschiedenen Konfigurationen und Kombinationen verwendet werden können. Beispielsweise kann ein Anker aus mittels Wärme aktiviertem Formgedächtnismetall verwendet werden, um die optische Faser an Ort und Stelle zu halten, zum Beispiel einer, der von Wärme aktiviert wird, die dadurch entsteht, dass man elektrischen Strom hindurchfließen lässt.
Jetzt ferner auf 5 Bezug nehmend, sind die tragbare Leistungsversorgungsvorrichtung 14, wie beispielsweise ein Batteriesatz, die Lichtquelle 16, wie beispielsweise eine CCF-Röhre (in 2 am besten gezeigt) und Kopplungsmittel 24 (in 3 am besten gezeigt) auf Mitteln montiert, die es einem Patienten ermöglichen, die tragbare Leistungsversorgungsvorrichtung 14 oder der Batteriesatz, die Lichtquelle 16 oder die CCF-Röhre und die Kopplungsmittel 24, d. h. wenigstens einen Riemen 54 (nur einer ist gezeigt), leicht zu transportieren, und sind diese, wie gezeigt, auf diese Weise gehaltert und im Wesentlichen an einem Patientenkörper 56 befestigt. Während die Druckluftquelle 44 (in 4 am besten gezeigt) ebenfalls auf dem Riemen 54 montiert und auf diese Weise gehaltert und im Wesentlichen an einem Patientenkörper 56 befestigt sein kann, ist es wahrscheinlich, dass die Luftquelle, vorzugsweise eine Spritze, dazu verwendet wird, den Ballon anfänglich aufzublasen, nachdem das distale Ende der optischen Faser ordnungsgemäß am Behandlungsort angeordnet worden ist, und dass diese danach abgenommen wird, vorausgesetzt, dass die Druckluft im Ballon zurückgehalten wird, bis die optische Faser nach Beendigung der Behandlung aus dem Patienten entfernt werden kann. Es sollte für eine Fachperson auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung leicht ersichtlich sein, dass zusätzlich zum Riemen 54 oder anstelle desselben alternativ ein oder mehrere Riemen, ein oder mehrere Geschirre, Westen, Gurte, Taschen, Laschen, Schnallen oder Klett- oder andere Verbindungsbänder in verschiedenen Konfigurationen und Kombinationen verwendet werden können, um die Lichtquelle 16 und/oder die tragbare Leistungsversorgungsvorrichtung 14 am Körper des Patienten zu befestigen.
Jetzt auf die 6 und 7 Bezug nehmend, wird, nachdem das Photosensibilisator-Medikament (nicht gezeigt) am Behandlungsort 58 im Patientenkörper 56 (nicht vollständig gezeigt) verabreicht worden ist, eine eine abstreifbare Hülle 62 aufweisende Nadel 60 in den Patientenkörper eingesetzt, während sie unter Verwendung eines geeigneten Abbildungssystems (wie beispielsweise CT, Ultraschall, MRI, Röntgenstrahlen) am Behandlungsort 58 im Patientenkörper 56 (nicht vollständig gezeigt) beobachtet wird. Obgleich die Bildführung zum Erreichen eines genauen Anordnens der optischen Faser bevorzugt wird, ist sie optional und nicht zwingend notwendig, insbesondere beim Anordnen der optischen Faser zur oberflächlichen Behandlung von Läsionen. Die Nadel 60 wird entfernt, und die optische Faser 18 wird mit dem abgeblasenen Ballon 42 durch die zuvor ordnungsgemäß am Behandlungsort angeordnete, abstreifbare Hülle bewegt. Die Position des distalen Abschnitts 22 wird über die zum Bewegen der Nadel 60 verwendete Abbildungsform bestätigt, und die abstreifbare Hülle 62 wird herangezogen und auseinander geteilt. Die Position des distalen Abschnitts 22 wird dann nochmals bestätigt. Der proximale Abschnitt der optischen Faser 18 wird mittels einer Naht, eines Klebebands oder mittels anderer Befestigungsmittel (nicht gezeigt) an einem Austrittspunkt 64 an der Haut des Patienten befestigt. Die Druckluftquelle 44 (in 4 am besten gezeigt) wird an das Lumen 46 gekoppelt, und die Druckluft aus der Druckluftquelle 44 wird in einer Menge dem Ballon 42 zugeführt, die zum Aufblasen des Ballons 42 ausreicht, um den distalen Abschnitt 22 der optischen Faser 18 dadurch am Behandlungsort 58 zu befestigen und um jegliche Blutung zu tamponieren, die während der Einführung der optischen Faser 18 in den Patientenkörper aufgetreten sein kann. Sobald der Ballon 42 genügend aufgeblasen ist, wird die Druckluftquelle 44 vom Lumen 46 ab gekoppelt. Das Ventil 50 (in 4 am besten zu sehen) verhindert ein Entweichen der Druckluft aus dem Lumen 46. Jedes Verschieben oder Verlagern der optischen Faser 18 oder ihres distalen Abschnitts 22 aufgrund der Bewegung des Patienten wird mittels des aufgeblasenen Ballons 42 verhindert.
Sobald der Ballon 42 aufgeblasen worden ist, zieht der Patient den Riemen 54 (in 5 am besten gezeigt) fest, der die tragbare Leistungsversorgungsvorrichtung 14 oder den Batteriesatz, die Lichtquelle 16 oder die CCF-Röhre (in 2 am besten gezeigt) und die Kopplungsmittel 24 (in 3 am besten gezeigt) haltert und am Patienten befestigt. Der Batteriesatz 14, die CCF-Röhre 16 und die Kopplungsmittel 24 sind insgesamt genügend kompakt und leichtgewichtig, dass sie vom Patienten leicht transportiert werden können, und wird es dem Patienten dadurch stark erleichtert, sich während zeitlich verlängerten Behandlungen herumzubewegen. Die CCF-Röhre 16 ist derart an den Batteriesatz 14 gekoppelt, dass sie elektrische Leistung zieht. Der proximale Abschnitt 20 der optischen Faser 18 ist mittels der Kopplungsmittel 24 (in 3 am besten gezeigt) an die CCF-Röhre 16 gekoppelt. Es sind auch andere Kopplungsmittel möglich, wie beispielsweise jene, die im U.S. Patent Nr. 5,769,844 beschrieben sind. Es sind verschiedene Längen der optischen Faser 18 erhältlich, wodurch die kürzeste mögliche Länge verwendet werden kann, um Lichtverluste zu minimieren. Ein leichtes Durchhängen der optischen Faser ist in dem Maß erlaubt, dass eine Biegung, eine Drehung, ein Wenden oder andere Bewegungen des Patienten aufgenommen werden. Zu Beginn der Behandlung wird die CCF-Röhre 16 mittels elektrischem Strom aus dem Batteriesatz aktiviert. Wie in 3 am besten gezeigt, wird eine Menge von Licht aus der CCF-Röhre 16 vom Parabolspiegel 38 auf die Aufnahmeseite 34 der Fokussierlinse 32 reflektiert. Die Fokussierlinse 32 fokussiert das Licht vom Parabolreflektor und von der CCF-Röhre in den proximalen Abschnitt 20 der optischen Faser 18. Das Licht wird durch die optische Faser 18 zum distalen Abschnitt 22 der optischen Faser 18 kanalisiert, wo es aus dem distalen Abschnitt 22 austritt und mittels der Streuungsmittel 26 gestreut wird. Dieses gestreute Licht wird auf diese Weise gleichmäßig zum Behandlungsort 58 befördert.
Der Batteriesatz 14 sieht in Abhängigkeit vom Leistungsverbrauch der Lichtquelle vorzugsweise wenigstens 2 bis 3 Betriebsstunden vor, bevor er wieder aufgeladen werden muss. Sofern dieser entfernbar und bausteinartig ausgebildet ist, kann er sofort von einem neuen Batteriesatz ersetzt und später wieder aufgeladen werden, ohne dass die Behandlung unterbrochen wird. Sobald der Batteriesatz 14 beginnt, Leistung zu verlieren, macht das Warnlicht 28 auf dem Batteriesatz 14 den Patienten darauf aufmerksam, dass der Batteriesatz 14 bald ersetzt werden muss. Die Hilfsleistungsreserve 30 versieht die CCF-Röhre 16 mit Leistung, während der Patient den Batteriesatz 14 durch einen neuen Batteriesatz (nicht gezeigt) ersetzt.
Sobald die Behandlung abgeschlossen ist, oder falls die Behandlung vor der Beendigung angehalten werden muss, kann die CCF-Röhre 16 deaktiviert, kann die optische Faser 18 von den Kopplungsmitteln 24 entkoppelt und kann das Ventil 50 geöffnet werden, um das Entweichen der Druckluft im Ballon 42 zu erlauben, um den Ballon 42 abzublasen. Unter der Überwachung von medizinisch geschultem Personal kann die Naht oder das Klebeband, welche/welches den proximalen Abschnitt der optischen Faser 18 am Austrittspunkt 64 am Patientenkörper 56 befestigt, entfernt werden und kann die optische Faser 18 aus dem Patientenkörper entnommen werden.
Jetzt auf 8 Bezug nehmend, können andere bevorzugte Ausführungsformen ein anderes Anordnen des Ballons 42 einschließen, wie beispielsweise an einem Zwischenpunkt entlang der Länge der optischen Faser 18, um zu erlauben, dass sich der distale Abschnitt 22 der optischen Faser 18, wie gezeigt, gegen einen Behandlungsort 58 anlegt, anstatt dass er in den Behandlungsort 58 eingesetzt wird. In dieser Ausführungsform wird das Licht mittels einer am distalen Ende der Faseroptik befestigten Mikrolinse 59 in Richtung des Behandlungsorts geleitet. Die Linse 59 ermöglicht es, dass das Licht auf den Umfangsrand des Behandlungsorts fokussiert wird und in seine Tiefen eintritt, ohne dass die Faseroptik wirklich in den Behandlungsort eingesetzt werden muss. Das Verabreichen der Lichttherapie an die Fläche des Behandlungsorts wird dann bevorzugt, wenn der Ort nicht von einer Nadel durchstochen werden sollte, wie beispielsweise bei der Behandlung einer hoch vaskulären Läsion, die übermäßig bluten würde, falls die Nadel durch ein Blutgefäß hindurchtreten würde.
Wiederum auf die 1 und 7 Bezug nehmend, richtet sich ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren zum Zuführen von Licht zu einem Behandlungsort, der die Schritte umfasst, gemäß welchen die Leistungsquelle oder der Batteriesatz 14 verwendet wird, um die Lichtquelle oder die CCF-Röhre 16 mit Energie zu versorgen; die CCF-Röhre 16 in Lichtkanalisierungsbeziehung an den proximalen Abschnitt 20 der biokompatiblen, optischen Faser 18 gekoppelt wird; der distale Abschnitt 22 der optischen Faser am Behandlungsort 58 im Patientenkörper angeordnet wird; und das Licht durch die optische Faser 18 am Behandlungsort 58 verabreicht wird. Insbesondere kann die CCF-Röhre 16 mittels der vorstehend ausführlich beschriebenen und in 3 gezeigten Kopplungsmittel 24 in Lichtkanalisierungsbeziehung an den proximalen Abschnitt gekoppelt werden. Wie vorstehend festgehalten, sollte es einer Fachperson jedoch leicht ersichtlich sein, dass zusätzlich zu den hier gezeigten Kopplungsmittel 24 oder anstelle derselben alternativ ein oder mehrere Spiegel, konkave Linsen oder konvexe Linsen in verschiedenen Konfigurationen verwendet werden können, um das Licht in das proximale Ende der optischen Faser zu kanalisieren. Der distale Abschnitt 22 kann in der vorstehend ausführlich umrissenen und in 6 gezeigten Art und Weise am Behandlungsort 58 angeordnet werden, gemäß welcher eine eine abstreifbare Hülle 62 aufweisende Nadel 60 unter einer Bildführung (wie beispielsweise CT, Ultraschall, MRI, Röntgenstrahlen) zum Behandlungsort 58 bewegt wird. Nachdem die Nadel 60 entnommen worden ist, wird die optische Faser 18 mit dem abgeblasenen Ballon 42 durch die abstreifbare Hülle eingesetzt. Die Position des distalen Abschnitts 22 wird über die zum Anordnen der Nadel 60 verwendete Abbildungsform bestätigt, und die abstreifbare Hülle 62 wird herangezogen und auseinander geteilt. Die Position des distalen Abschnitts 22 wird dann nochmals bestätigt. Es sollte für eine Fachperson auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung jedoch leicht ersichtlich sein, dass zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Schritten oder anstelle derselben auch alternative Schritte verwendet werden können.
9 stellt die Behandlung einer Blase 65 dar, bei welcher der Ballon 42 außerhalb der Blasenwand 66 aufgeblasen wird, um die Streuungsmittel 26 ordnungsgemäß in der Harnröhre 67 eingesetzt zu halten. Die Prostata 68 ist ebenfalls schematisch wiedergegeben.
Jetzt ferner auf 4 Bezug nehmend, richtet sich ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren des Verankerns des distalen Abschnitts 22 der optischen Faser 18 am Behandlungsort 58. Dieses Verfahren schließt die Schritte ein, gemäß welchen der Ballon 42 auf der optischen Faser 18 montiert wird; die zum Befördern von Druckluft konfigurierte Druckluftquelle 44 in selektiver Fluidverbindung mit dem Ballon 42 gekoppelt wird; der (abgeblasene) Ballon 42 mit dem distalen Abschnitt 22 im Behandlungsort 58 angeordnet wird; und die Druckluftquelle 44 zum Aufblasen des Ballons 42 aktiviert wird, nachdem der distale Abschnitt 22 der optischen Faser am Behandlungsort 58 angeordnet worden ist. Insbesondere kann die Druckluftquelle 44 mittels des vorstehend ausführlich beschriebenen Lumens 46 und unter Verwendung der Steuerungsvorrichtung 48 und des Ventils 50 zum beschriebenen Steuern des Aufblasens und Abblasens des Ballons selektiv in Fluidverbindung mit dem Ballon 42 gekoppelt werden.
Wie außerdem vorstehend erörtert, kann der Ballon 42 am distalen Ende 52 der optischen Faser 18 angeordnet werden, wie in 7 gezeigt. Wie vorstehend festgehalten, sollte es für eine Fachperson auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung jedoch leicht ersichtlich sein, dass zusätzlich zu den als Verankerungsmittel 40 beschriebenen Bestandteilen oder anstelle derselben alternativ ein oder mehrere Ballone, Lumen (oder andere Kanäle, die in der Lage sind, Gase oder Fluide zu transportieren), Druckluftquellen (oder andere Gas- oder Fluidquellen) und Auswahlmittel (wie beispielsweise Ventile, Schalter, Stecker oder computergesteuerte, elektrisch oder mechanisch gesteuerte Bestandteile, wie beispielsweise Verankerungsvorrichtungen aus Formgedächtnismetall) in verschiedenen Konfigurationen und Kombinationen verwendet werden können.
Jetzt wiederum auch auf 5 Bezug nehmend, ist ein Verfahren zum Befestigen der tragbaren Leistungsversorgungsvorrichtung 14 oder des Batteriesatzes und der Lichtquelle 16 oder der CCF-Röhre an einem Patienten gezeigt. Dieses Verfahren umfasst die Schritte des Befestigens des Batteriesatzes 14 und der CCF-Röhre 16 am Riemen 56 und des Befestigens des Riemens 56 an einem Patienten, wie in 5 gezeigt. Wie vorstehend festgehalten, sollte es für eine Fachperson auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung jedoch leicht ersichtlich sein, dass zusätzlich zum Riemen 54 oder anstelle desselben alternativ ein oder mehrere Riemen, Geschirre, Westen, Gurte, Taschen, Laschen, Schnallen oder Klettbänder in verschiedenen Konfigurationen und Kombinationen verwendet werden können.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der bevorzugten Form ihrer Anwendung und mit Bezug auf alternative Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden normale Fachleute verstehen, dass an diesen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche viele andere Abwandlungen vorgenommen werden können. Dementsprechend besteht nicht die Absicht, dass der Schutzumfang der Erfindung mittels der vorstehenden Beschreibung auf irgendeine Weise eingeschränkt wird, sondern dass dieser stattdessen vollständig durch Bezug auf die folgenden Ansprüche bestimmt wird.

Claims

Tragbares System (12), welches eine Lichtquelle (16) aufweist und eine optische Faser (18) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei die optische Faser in der Lage ist, an ihrem ersten Ende von der Lichtquelle (16) eingehendes Licht aufzunehmen und das Licht zum zweiten Ende zu übertragen, wobei das System dazu dient, am Körper eines Patienten getragen zu werden, während sich der Patient einer photodynamischen Therapie unterzieht; wobei das System (12) einschließt; eine tragbare Leistungsquelle (14), die in Lage ist, Energie zu speichern; die Lichtquelle (16), die in der Lage ist, aus der Leistungsquelle Leistung zu ziehen; Streuungsmittel (26) oder eine Mikrolinse (59), die dazu auslegt sind, invasiv in ein Körpergewebe des Patienten eingesetzt zu werden, um dort drinnen im Gebrauch der Vorrichtung Licht zu konfigurieren, wobei die Streuungsmittel (26) oder die Mikrolinse (59) am zweiten Ende der optischen Faser (18) angeordnet sind; Verankerungsmittel, die der Nähe des zweiten Endes der optischen Faser (18) angeordnet sind, wobei die Verankerungsmittel in der Lage sind, das zweite Ende der optischen Faser (18) an einer festgelegten Stelle am Körpergewebe des Patienten zu befestigen, wenn das zweite Ende in das mittels der photodynamischen Therapie zu behandelnde Gewebe eingeführt worden ist, wobei die Verankerungsmittel einen an der optischen Faser (18) befestigten Ballon (42) oder eine Verankerung aus einem Formgedächtnismetall umfasst; wobei der ambulante Patient die Vorrichtung im Gebrauch des tragbaren Systems leicht tragen kann.
System gemäß Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch: eine Linse (70) mit totaler innerer Reflexion, die in Nachbarschaft der Lichtquelle (16) angeordnet ist, wobei die Linse (70) mit totaler innerer Reflexion Licht von der Lichtquelle (16) in die optische Faser (18) fokussiert.
System gemäß Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch: eine Fokussierlinse (32); und einen Parabolspiegel (38), der derart in Nachbarschaft der Lichtquelle (16) angeordnet ist, dass er eine Menge von Licht von der Lichtquelle (16) auf die Fokussierlinse (32) reflektiert, wobei die Fokussierlinse (32) zwischen der Lichtquelle (16) und dem proximalen Ende der optischen Faser (18) angeordnet und dazu angepasst ist, die Menge von Licht aufzunehmen, einen Anteil der Menge von Licht zu übertragen und wenigstens einen Teil des Anteils der Menge von Licht in das proximale Ende der optischen Faser (18) zu fokussieren.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die tragbare Leistungsquelle (14) oder/und die Lichtquelle (16) in sich geschlossen ist.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die tragbare Leistungsquelle (14) wiederaufladbar ist
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die tragbare Leistungsquelle (14) eine Batterie oder eine Brennstoffzelle umfasst.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Lichtquelle (16) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer oder mehreren Laserdioden, Faserlasern, LED's, Nicht-Laserlicht emittierenden Vorrichtungen, Leuchtstoffröhren mit kalter Kathode, Glühlampen, Halogenleuchten, Polymer-Lumineszenzvorrichtungen, anderen Typen von Leuchtstofflampen, Entladungslampen und anderen elektrolumineszenten Vorrichtungen gebildet ist.
System gemäß Anspruch 3, bei welchem die Fokussierlinse (32) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer konkaven Linse, einer konvexen Linse und einer Linse mit totaler innerer Reflexion gebildet ist.
System gemäß Anspruch 8, bei welchem die Lichtquelle (16) eine Mehrzahl von LED's umfasst und bei welchem die Fokussierlinse (32) eine Linse mit totaler innerer Reflexion umfasst.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnet durch: einen Träger für die tragbare Leistungsquelle (14) und die Lichtquelle (16), wobei der Träger einen Riemen (54) oder ein Geschirr oder einen Packen umfasst, der zur Halterung ausgelegt ist und um es einem Patienten zu ermöglichen, die tragbare Leistungsquelle (14) und die Lichtquelle (16) zu tragen.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Lichtquelle (16) eine Leuchtstoffröhre mit kalter Kathode umfasst.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die tragbare Leistungsquelle (14) dazu konfiguriert ist, während einer Zeitspanne von wenigstens zwei Stunden kontinuierlich zu arbeiten.